裸鼹鼠高分子量透明质酸(HMW-HA)与乳腺癌细胞相互作用研究体系的构建及其用于乳腺癌治疗的研究

Breast cancer is closely related to the prognosis of hyaluronic acid level and malignant development. However, the presence of hyaluronan has been attributed to cancer resistance in the naked mole rat, which is a unique anti-tumor mechanism of the naked mole rat. The finding provides an important reference for the prevention and treatment of human tumor. On the basis of previous work, 2D and 3D tumor microenvironment simulated using naked mole rat derived HMW-HA system will be designed. Using the system, the effect of HMW-HA on proliferation, migration, invasion and EMT of both breast cancer cell line and breast breast cancer stem cell will be studied. Furthermore, in vivo tumor formations in nude mice model are used for further clarify the mechanism of HMW-HA naked mole rats with breast cancer cells. A novel strategy for human breast cancer treatment based on HMW-HA will be designed.

乳腺癌中透明质酸含量与乳腺癌的预后和恶性发展密切相关，而裸鼹鼠来源的HMW-HA透明质酸却成为裸鼹鼠独特的抗肿瘤的重要原因，裸鼹鼠独特抗肿瘤机制为人类肿瘤的预防和治疗提供了重要的参考。本课题在前期工作的基础上，模拟肿瘤微环境利用裸鼹鼠来源的HMW-HA构建基于HMW-HA的2D和3D乳腺癌细胞相互作用研究系统，以人源HA为对照，系统研究HMW-HA对乳腺癌细胞和乳腺癌干细胞的增殖、迁移、侵袭以及EMT的影响规律，并利用体内裸鼠成瘤实验，进一步阐明裸鼹鼠来源的HMW-HA与乳腺癌细胞体内相互作用的规律。建立基于HMW-HA的人类乳腺癌治疗新策略。

本项目以小鼠和人的乳腺癌细胞为研究对象，分析不同分子量HA对乳腺癌细胞侵袭、增殖和凋亡的影响，研究不同分子量HA在调控乳腺癌细胞行为方面发挥的不同生物学功能，进一步探讨不同分子量HA通过调控相关靶基因表达，在乳腺癌细胞发展中发挥的作用，得出以下结论：（1）通过对细胞侵袭能力的研究，证实了在2D和3D微环境中，HA35可以显著促进4T1和SKBR3细胞的侵袭能力，而HA117则显著抑制。采用免疫荧光定位和实时定量PCR技术，在细胞和mRNA水平检测发现，HA35和HA117差异调控E-cadherin和Vimentin的表达，影响乳腺癌细胞的EMT进程；（2）利用脉冲电泳技术鉴定过表达裸鼹鼠HAS2基因的4T1和BT549稳转细胞系分泌的HA分子量大小。证实了过表达裸鼹鼠HAS2基因的4T1和BT549细胞能够分泌EHMW-HA，分子量达到6 MDa，与裸鼹鼠体内分泌的HA分子量相近。对4T1和BT549细胞增殖情况分析，证实了在2D和3D微环境中EHMW-HA能够显著抑制4T1和BT549细胞增殖。体内实验也进一步证实了EHMW-HA可以显著抑制4T1肿瘤细胞生长；（3）研究发现在2D和3D微环境中EHMW-HA能够显著的促进4T1和BT549细胞凋亡。体内实验也进一步证实了EHMW-HA可以促进乳腺癌4T1肿瘤细胞的凋亡。.本项目取得以下创新性成果：.（1）构建了具有良好生物模拟性和可操控性的透明质酸水凝胶系统，为乳腺癌的体外研究和治疗提供了一个简单可操控的平台；.（2）研究阐明了HA35和HA117对乳腺癌细胞侵袭行为的差异影响及其调控EMT的分子机制；.（3）构建了裸鼹鼠HAS2基因的慢病毒重组体，获得在乳腺癌细胞中的稳定表达，并分泌分子量可达到6 MDa的EHMW-HA；功能研究揭示了EHMW-HA具有抑制乳腺肿瘤细胞增殖和促进细胞凋亡的能力。.这些结果对于理解乳腺癌进程中不同分子量HA的作用，设计使用透明质酸酶降解HA和应用EHMW-HA用于乳腺癌治疗策略的选择具有重要意义。